An improved algorithm for mapping burnt areas in the Mediterranean forest landscape of Morocco

The identification of burnt forests and their monitoring provide essential information for the suitable management and conservation of these ecosystems. This research focuses on the use of remote sensing with MODIS sensor data in a Mediterranean environment, precisely in the Rif region known for its high occurrence of forest fires and the largest burnt areas in Morocco. It mapped the burnt areas during the summer of 2016 using spectral indices from MODIS images, namely the Normalized Burn Ratio (NBR) and the Burnt Area Index for MODIS (BAIM). Two field surveys were used to calibrate spectral indices and validate the maps. First, a monotemporal analysis using a single pre-fire image determined the appropriate threshold of the spectral indices (BAIM and NBR) for burn detecting. Secondly, a multitemporal method was applied based on dBAIM and dNBR images which represented pre-fire and postfire differences of the BAIM and NBR images, respectively. The results show that separate use of monotemporal postfire and multitemporal methods produced an overestimation of the burnt areas. Finally, we propose a new algorithm combining both methods for burnt area mapping that we name Burnt Area Algorithm. MCD45A1 and MCD64A1 MODIS burnt area products were compared to the proposed algorithm. Validation of the estimated burnt areas using reference data of the Moroccan High Commission for Water, Forests and Fight against Desertification showed satisfactory results using the proposed algorithm, with a determination coefficient of 0.68 and a root mean square error of 44.0 ha.     

基于光谱参数估算滴灌小麦干物质氮肥偏生产力和农学效率

为了解应用遥感技术估测滴灌小麦氮肥利用效率的可行性,以新春17号、新春6号和新春22号为材料,通过大田试验,分析了不同施氮处理下小麦干物质氮肥偏生产力(RDN)和干物质氮肥农学效率(DMA En)与光谱参数的相关关系,并建立小麦RDN和DMAEn的光谱参数估算模型.结果表明,在分蘖、抽穗和开花期RDN与绿度植被指数和比值植被指数呈极显著正相关,在拔节和抽穗期DMAEn与土壤调整比值植被指数和归一化差值植被指数呈显著正相关.光谱参数估算模型的均方根误差为7.64～33.31,说明利用光谱参数可以有效地估算小麦氮肥利用效率.     

基于智能检测的发酵过程测控系统集成及应用

发酵测控系统是发酵过程参数智能检测与优化调控的基础,直接影响着发酵过程的控制性能。该文针对L-乳酸发酵过程的智能检测,提出了一种基于智能检测的发酵过程测控系统集成方法,给出了系统的体系结构及实现方法,集成了基于虚拟仪器技术的PXI总线发酵过程智能测控系统,给出了系统的软、硬件设计。该系统通过建立软测量模型,有效地实现了发酵过程不易测量参量的在线估计与控制,为发酵过程提供了一种新的测控系统。试验研究表明,将该系统应用到L-乳酸发酵过程中,通过在线估计葡萄糖液消耗量,实现了L-乳酸发酵过程补料优化控制,乳酸产量提高23%,提高了发酵产物得率。     

车载式土壤光-电特性参数采集系统研究

土壤电导率是衡量土壤传导电流能力的一种固然属性,除了能够反映土壤质地外,还能够反映土壤的含水率、含盐量、有机物含量等特性。利用土壤光谱数据可以分析出土壤含水率、养分等,且测量过程中无需采样、搅动土壤。通过土壤电导率数据和光谱数据的综合、校正,能够提高系统的精度。基于嵌入式技术开发了土壤电导率和光谱反射率综合检测系统。土壤电导率测量系统采用基于改进的电流-电压四端法原理,使用深松犁的尖端作为电极传感器,能够在测量的同时完成松土的作用。光谱测量系统使用微型光谱传感器采集光谱数据,并进行实时处理。在采集土壤电导率、光谱数据的同时,系统同步采集GPS信息,并和土壤电导率、光谱数据一起保存,供进一步绘制土壤特性分布图使用。系统能够实时综合处理多种数据,并进行显示、保存等操作,具有良好的应用 前景。     

基于近红外光谱分析的土壤全氮含量估测研究

应用近红外光谱分析技术对比研究基于土壤风干样本和鲜样来预测全氮含量的可行性。选取水稻土为研究对象,首先分析了不同水分土壤的光谱特征,显示随水分含量增加,吸光度升高,且鲜样的吸光度高于干样。通过比较不同预处理方法,对土壤干鲜样分别采用逐步多元回归(SMLR)和偏最小二乘法(PLSR)建立了相应的近红外模型。结果表明,利用近红外光谱均可预测干鲜土壤样本的全氮含量,特别是利用偏最小二乘法建立的标定模型,预测精度高,反演性较好,鲜样和干样外部验证决定系数分别达到0.89和0.91,相对误差仅为6.92%和5.92%,研究结果可以为田间土壤全氮含量的估测提供技术依据和参考。     

玉米叶绿素含量高光谱反演的线性模型研究

叶绿素含量是衡量植被生长状况的一个重要指标,高光谱数据具有较高的光谱分辨率,利用其光谱信息建立叶绿素含量的关系模型,已成为监测植被长势的一种有效手段。传统叶绿素含量线性回归模型的输入因子是植被特征提取参数,由于高光谱数据波段间的冗余度较高,导致一般的线性模型的反演精度较低。主成分分析可以减少数据的维数,简化网络结构,得出能反映原始信息的综合变量。本文以盆栽玉米为研究对象,利用植被特征和主成分分析方法提取光谱反演参数,根据所提取的参数建立玉米叶片叶绿素含量的一元线性和多元线性回归模型。结果表明,利用绿峰峰值和近红外反射率均值两参数可在一元线性模型中较好地反演玉米叶片叶绿素含量;而利用分波段提取的主成分能够在多元线性回归模型中更好地反演叶绿素含量,反演精度较高。     

番茄辣椒微型根系形态原位采集系统设计与实现

为实时获取浅根系作物的根系生长形态,设计了一种可用于多点测量的微型根系形态实时原位采集系统。系统主要由微型摄像头和光学放大元件等组成(体积1.5cm3),采集的图像通过无线模块发送至终端。采用基于区域生长的根系图像分析方法,以腐蚀图像为出发点,膨胀图像为终止点,结合相似性准则进行区域生长、区域标记和区域保留,来滤除土壤孔隙和杂质等对图像产生的干扰,从而提取根系轮廓,并通过图像形态学计算得到根长密度、根系平均直径等形态参数。以此系统采集樱桃番茄、辣椒根系形态参数,试验结果表明,根系长度测定值的绝对误差不超过1.5 mm,相对误差不超过5.3%;根系平均直径绝对误差不超过0.09 mm,相对误差不超过6.7%。与土壤采样法测定值相比,在0～10、10～20、20～30和30～40 cm 4个土壤层内2种测定方法根系平均直径决定系数R20.87(P0.01),根长密度在30 cm深度以内的土壤层决定系数R20.81(P0.01)。证明本文设计的微型根系形态实时原位采集系统具有较高的准确性,可用于浅根系作物形态的多点观测。     

反射光谱技术在监测大豆叶片光化学效率和水分状况中的应用

干旱胁迫在我国大豆主产区频繁发生,对大豆产量造成了严重影响。因此,为建立有效的旱情监测指标,采用反射光谱技术监测了野生大豆和栽培大豆离体叶片在失水过程中相对含水量和叶绿素荧光的变化。结果表明:在失水过程中,野生大豆和栽培大豆离体叶片的相对含水量(RWC)、水分指数(WI)、光化学反射指数(PRI)、最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(ФPSII)都随失水时间的增加而降低,且WI、PRI、Fv/Fm和ФPSII均与RWC呈显著相关,PRI可以很好地反映Fv/Fm和ФPSII的变化。同时野生大豆和栽培大豆离体叶片在可见光波段(500~750 nm)的反射率随着失水时间的增加而升高,在近红外区(750~1 000 nm)的反射率则呈现"升高-降低-升高"的趋势。总之,利用反射光谱技术可以快速、准确地反映大豆叶片在失水过程中光化学效率和水分状况的变化。     

伊犁马速步赛成绩与体尺性状的相关性研究

试验对伊犁马速步赛的体尺性状与比赛成绩之间的相关性进行了研究。测定速步赛中不同比赛项目伊犁马的体高(X₁)、体长(X₂)、胸围(X₃)和管围(X₄),计算体长率(X₅)、胸围率(X₆)和管围率(X₇),并用SPSS 18.0软件分析其与比赛成绩之间的相关性。结果表明,在不同的比赛项目中,体尺性状与比赛用时有显著或极显著的相关性(P<0.05;P<0.01)。1000 m速步赛中比赛用时随体高、体长、胸围的增大而减少,随管围、胸围率和管围率的减小而减小;3000 m速步赛中比赛用时随体高、体长的增大而减小,随胸围率和管围率的减小而减小;5000 m速步赛中比赛用时随体高、胸围、体长的增大而减小,随管围率的减小而减小。     

智能水位测控仪在节水灌溉系统中的开发与应用

基于变频节能节水灌溉系统中对蓄水池水位测控的实际需要,以MCS-51系列单片机为核心,设计了一种水位测控的硬件及软件电路系统,实现了对蓄水池水位的准确测量与监控。该系统克服了数字式液位测控仪校正环节复杂、预置值温漂、控制方式单一的技术缺陷;屏除了其他智能测控仪表对传感器输入信号要求高、参数编辑过程复杂的应用弊端。性能检测与应用结果表明,该电路系统性能可靠,使用方便,性价比高,并在节水灌溉中得到了良好的应用。